Fracture appareil Design et optimisation de protocoles pour les Fractures fermées-stabilisé chez les rongeurs

Summary

L’objectif du protocole est d’optimiser les paramètres de génération de fracture pour produire des fractures cohérentes. Ce protocole représente les variations de la taille de l’os et de la morphologie qui peut-être exister entre les animaux. En outre, un appareil de fracture économique, réglable est décrite.

Abstract

La génération fiable conforme fractures stabilisée dans des modèles animaux est essentielle pour comprendre la biologie de la régénération osseuse et le développement de dispositifs et thérapeutiques. Cependant, modèles de lésion disponibles sont minées par incompatibilité entraînant gaspillage animaux, ressources et données imparfaites. Pour remédier à ce problème de l’hétérogénéité de la fracture, le but de la méthode décrite ici consiste à optimiser les paramètres de génération de fracture spécifiques à chaque animal et céder un emplacement compatible fracture et modèle. Ce protocole tient compte des variations dans la taille de l’os et de la morphologie qui peut-être exister entre les souches de souris et peut être adaptée pour générer des fractures cohérents chez d’autres espèces, comme le rat. En outre, un appareil de fracture économique, réglable est décrite. Par rapport aux techniques actuelles de fracture stabilisée, le protocole d’optimisation et de la nouvelle fracture appareil démontre leur cohérence accrue en modes stabilisés fracture et emplacements. À l’aide d’optimisé les paramètres spécifiques au type de l’échantillon, les augmentations de protocole décrit la précision des traumatismes induits, minimisant l’hétérogénéité de fracture généralement observée dans les procédures de génération de fracture fermée.

Introduction

Recherche sur la guérison des fractures est nécessaire pour régler un problème clinique et économique important. Chaque année plus 12 millions de fractures sont traités dans les États-Unis¹, coûtant $ 80 milliards par année². La probabilité d’un homme ou une femme souffrant une rupture dans leur vie est de 25 % et 44 %, respectivement³. Problèmes liés à la guérison des fractures sont censés augmenter avec comorbidités accrues que la population vieillira. Pour étudier et résoudre ce problème, des modèles robustes de génération de la fracture et de stabilisation sont nécessaires. Les modèles de rongeurs sont idéales à cet effet. Ils fournissent la pertinence clinique et peuvent être modifiés aux conditions spécifiques de l’adresse(p. ex., plusieurs blessures, fractures ouvertes, fermées, ischémiques et infectés). En plus de reproduire les scénarios cliniques, modèles animaux de fracture sont importantes pour comprendre la biologie osseuse et développement thérapeutiques et dispositifs. Cependant, les tentatives pour étudier les différences entre les interventions peuvent être compliqués par la variabilité introduite par génération de fracture incompatible. Ainsi, générant constamment fermés et reproductibles des fractures chez les modèles animaux est essentiel au domaine de la recherche de l’appareil locomoteur.

Malgré la maîtrise correctement pour l’hétérogénéité potentielle de sujet en s’assurant que le fond génétique appropriée, sexe, âge et les conditions environnementales, la production de lésions osseuses cohérent ayant une pertinence clinique est une variable importante affectant reproductibilité qui doit être contrôlée. Des comparaisons statistiques à l’aide de fractures incompatibles sont truffés de bruit expérimentales et une forte variabilité⁴; en outre, variabilité de la fracture peut entraîner la mort animale inutile en raison de la nécessité d’augmenter la taille de l’échantillon ou la nécessité d’euthanasier les animaux souffrant de fractures comminutives ou malposition. Le but de la méthode décrite ici est d’optimiser les paramètres de génération de fracture qui sont spécifiques aux types d’échantillons et céder un emplacement compatible fracture et modèle.

Les modèles actuels de génération de fracture entrent dans deux grandes catégories, chacune avec leurs propres forces et faiblesses. Modèles de fracture ouverte (ostéotomie) subir une intervention chirurgicale pour exposer l’OS, après quoi une fracture est induite par couper l’os ou affaiblissant et puis manuellement casser^5,6,7,8. Les avantages de cette méthode sont la visualisation directe de la site de la fracture et un emplacement de fracture plus uniforme et le modèle. Toutefois, la pertinence physiologique et clinique de l’approche et le mécanisme de la lésion sont limitées. En outre, les méthodes ouvertes de génération de fracture nécessitent une approche chirurgicale et fermeture avec une longue période au cours de laquelle les rongeurs sont exposés à un risque accru de contamination.

Techniques fermées régler bon nombre des limites de la technique ouverte. Techniques fermées produisent des fractures à l’aide d’un traumatisme contondant application externe qui induit un dommage à l’os et les tissus environnants, plus semblables à celles observées dans les lésions cliniques humaines. La méthode la plus courante a été décrite par Bonnarens et Einhorn en 1984,⁹. Ils ont décrit une guillotine pondérée utilisée pour transmettre un traumatisme contondant pour briser l’OS sans causer des blessures sur la peau externe. Cette méthode a été largement adoptée pour étudier l’effet de la génétique^10,11, la thérapie pharmacologique^12,13,14,15, mécanique^{16, 17}et physiologie^18,19,20 sur OS guérison chez les souris et les rats. Tandis que l’avantage des méthodes fermées est physiologiquement pertinents fractures, rigueur et reproductibilité expérimentale sont limitées par l’hétérogénéité de la fracture. La génération de fracture incompatible entraîne une différenciation entre les groupes limitée, aux échantillons perdus et une augmentation chez les animaux nécessaires à la réalisation de signification statistique.

Contrôle de la variabilité dans la génération de la fracture et la stabilisation est indispensable pour produire des résultats significatifs. Afin de bien étudier la biologie de la réparation de la fracture, un modèle simple et robuste de rupture est nécessaire. Le modèle devrait être traduisible d’espèces de rongeurs, types d’OS (fémur ou du tibia, par exemple) et à travers les antécédents génétiques souris variable et a provoqué des mutations. En outre, la procédure idéale devrait être techniquement simple et produire des résultats cohérents. À l’hétérogénéité d’adresse de fracture, la méthode décrite ici est la construction d’un appareil de fracture bien contrôlées qui peut alors servir à optimiser les paramètres et générer des fractures constamment fermées peu importe l’âge, le sexe ou le génotype.

Protocol

Ce protocole a été développé pour s’assurer que les animaux n’est pas utilisés inutilement et est épargnés toutes douleurs inutiles et détresse ; elle adhère à toutes les lois fédérales, étatiques, les et institutionnels et les lignes directrices régissant la recherche sur les animaux. Le protocole a été élaboré sous la direction d’un laboratoire de l’Université-large programme de médecine des animaux réalisé par des vétérinaires spécialisé en médecine animaux de laboratoire. Le protocole a été examiné et approuvé par le Comité de l’emploi (IACUC) et d’institutionnels animalier.

1. Construction de la tour fracture

Remarque : Toutes les pièces sont répertoriés dans la section matériel (Table des matières). Dessins techniques détaillés sont fournis pour les pièces usinées et imprimés 3D aux Figures complémentaires 1-12. Les dessins techniques de sous-assemblage incluent les détails de fixation pour toutes les pièces montées (complémentaire Figures 1, 2, 7 et 9).

1. Sous-ensemble de soutien
   Remarque : Un dessin technique du sous-ensemble de la prise en charge, voir supplémentaire Figure 1.
   1. Fixez le Support de faisceau--Section de mâchoire au milieu de la Poutre de soutien--Section horizontale.
   2. Fixez le Support de faisceau--1 verticale sur la surface supérieure de Poutre Support--Section de mâchoire, 2 dans le Support de faisceau--Section horizontale.
   3. Fixez le Support de faisceau--2 Vertical sur la surface supérieure de Poutre de soutien--Section horizontale au milieu (7 à partir de la fin).
   4. Fixer la poutre, Support--plaque de monter jusqu'à la fin de Support de faisceau--1 Vertical et Poutre Support--2 Vertical. La fin de support de la plaque devrait être alignée sur l’arrière du Support de faisceau--2 Vertical.
2. Sous-ensemble de RAM
   Remarque : Pour un dessin technique du sous-assemblage ram, voir complémentaire Figure 2.
   1. Machine du bloc arrêter et le bloc Guide supplémentaire Figure 3; la tige Ram supplémentaire Figure 4; l' alignement des vis (Figure5 supplémentaire) ; et la plaque de montage (supplémentaires Figure 6).
   2. Fixez la Plaque de montage de la Poutre Support--plaque de montage du soutien sous-assemblage.
   3. Dans l’ordre suivant, faites glisser le premier Portant le manchon linéaire; le Guide de bloc; la seconde Portant le manchon linéaire; et bloc arrêter sur la Ram de la tige. Fixer les guides et les blocs à la Plaque de montage.
   4. Fixer trois écrous de ⅜ composant logiciel enfichable sur la partie filetée de la Tige de Ram. On doit être à égalité avec l’extrémité de la tige pour s’engager avec l’électro-aimant. Les 2 autres serviront pour ajuster la profondeur de la fracture.
   5. Aligner le bosquet dans la Ram Rod faire face vers l’avant et insérer la Vis d’alignement dans le trou fileté du Bloc Guide.
3. Sous-ensemble de l’aimant
   Remarque : Un dessin technique du sous-assemblage aimant, voir complémentaire Figure 7.
   1. L' électro-aimant mène au fil de soudure (la polarité n’est pas un facteur pour le fonctionnement de l’électro-aimant). Laisser assez de longueur atteindre le sol, où le dispositif de rupture sera positionné. Attaches d’usage ou d’une autre forme d’attachement à souligner soulager le câble.
   2. L' Alimentationde fin de bande et connectez-le à la Pédale. Enfin, connectez le fil à la Pédale dans une configuration « off » (normalement ouvert). Tester le circuit afin de s’assurer que l' électro-aimant est allumé lorsque la personne n’appuie sur la Pédale de commande . Cela va tenir le piston vers le haut avant la rupture.
   3. Imprimer Mount Magnet (complémentaire Figures 8 a et 8 b) à l’aide d’un dispositif de fabrication additive, ou usiner la pièce en aluminium.
   4. Fixez l' électro-aimant à l' Aimant de la monture.
   5. Fixer 2 supports d’angle sur le Support de faisceau--aimant.
   6. Dans l’ordre suivant, visser Tige aimant dans le haut de la page Support de coin et ajouter un ¼-dans l’écrou ; Mount Magnet; deux ¼-écrous ; et le bas Support de coin. Fixez l’ensemble avec deux ¼-écrous à chaque extrémité.
4. Ensemble complet
   Remarque : Pour un dessin technique de l’assemblage complet, voir supplémentaires Figure 9.
   1. Fixez le Sous-ensemble de l’aimant sur la surface supérieure de la poutre, Support--plaque de montage.
   2. Ajuster l’alignement du Faisceau soutien--aimant pour l’aimant s’engage avec la tige, de la Ram.
      Remarque : Si la tige ne libère pas lorsque la pédale est enfoncée, réduire la surface de contact entre l’électro-aimant et la tige en déplaçant le Faisceau soutien--aimant.
   3. La machine les supports pied mâchoire (complémentaire Figure 10).
   4. Fixer les deux Supports de jambe mâchoire à la Poutre Support--Section de mâchoire. Une fois redescendue, la pointe de la ram est à égale distance de chaque mâchoire.
   5. Placez la Fracture de la plate-forme (Figures complémentaires 11 a et 11 b) au-dessus de la mâchoire.
   6. Imprimer le Gabarit de positionnement Fracture (chiffres supplémentaires 12 a et 12 b) et la Jauge de Pin Jig (chiffres supplémentaire 13 a et 13 b) à l’aide d’un dispositif de fabrication additive, ou machine la pièces en aluminium.
      Remarque : Les dimensions de la gabarits seront calculées dans les étapes d’optimisation détaillées à l’étape 2.
   7. Fixez le gabarit de positionnement de Fracture à la Fracture de la plate-forme.
   8. Confirmer que la profondeur de l’impact peut être réglée à l’aide des écrous deux arrêt sur la Ram de la tige.
   9. Confirmer que la vitesse de l’impact peut être ajustée en déplaçant l' Aimant Mont haut et en bas.
   10. Confirmer que la largeur de la fracture peut être ajustée en déplaçant la Mâchoire de jambe de supports plus près ou plus loin de la Ram de la tige.

2. fracture optimisation

1. Emplacement de la fracture
   1. Obtenir des radiographies de la branche (fémur ou du tibia) à être fracturé dans un échantillon représentatif de 5 animaux euthanasiés.
      Remarque : L’échantillon doit correspondre aux spécimens, qui seront utilisés dans le protocole expérimental basé sur l’âge, le génotype et le sexe. Même si le protocole final n'exige qu’un membre fracturé, on servira les deux branches de l’échantillon.
   2. Placer la branche tangentielle pour le faisceau de rayons x d’acquérir vues true-latéral et antérieur/postérieur à l’OS. Place un objet de dimension connue sur le plan de l’imagerie pour disposer d’une échelle pour analyse.
   3. Remarque : Si l’imagerie fémurs, vérifiez que la jambe est en extension complète, où le fémur est dans le même plan axial que le tibia.
   4. Marquer le désiré emplacement de la fracture sur la radiographie de la branche être fracturé (Figure 1A - ligne en pointillés). Mesurer de l’articulation du calcanéum-tibial au niveau de la rupture nette (Figure 1A). Calculer la longueur de rupture moyenne (FL) pour tous les échantillons d’essais. Mesurez la distance entre l’encoche bicondylienne pour les fractures du fémur.
2. Gabarit de positionnement de fracture
   1. Mesurez la distance entre la surface extérieure d’un appui enclume au centre de l’impact de la guillotine (CGI) (Figure 2). Soustraire le CGI de la FL, décrit à l’étape 2.1.4, pour calculer la profondeur de gabarit de positionnement fracture (JD). Machine ou impression 3D un canal en forme de U avec une hauteur et une largeur égale à l’enclume et d’une profondeur égale à la JD (Figure 3A). Un exemple de dessin technique et le fichier CAO sont inclus dans chiffres supplémentaires 12 a et 12 b.
      Remarque : Lorsque le membre est placé dans le gabarit, la face dorsale du pied devrait se situer contre la surface plus éloignées de l’impact de la guillotine. Modifier le canal en forme de U si l’espace supplémentaire est requis pour la branche.
   2. Positionner l’échantillon dans l’appareil de fracture en position couchée pour les fractures du fémur ou en décubitus dorsal pour fractures tibia (Figure 4). Appuyez sur la face dorsale du pied contre l’extrémité de la gigue de la fracture-positionnement. Actionner manuellement la guillotine jusqu'à ce que les fractures de la branche. Obtenir une radiographie du membre fracturé pour confirmer l’emplacement jig de taille et de la fracture (Figure 2B).
   3. Augmenter JD si l’emplacement de la fracture est trop distale sur l’OS, ou diminuer JD si l’emplacement de la fracture est trop proximale sur l’OS.
3. Stabilisation des paramètres du pin
   1. Longueur d’axe : À l’aide de radiographies obtenues à l’étape 2.1, mesurez la longueur de branche (LL) du plateau tibial au niveau de la malléole postérieure pour les fractures du tibia, ou l’encoche bicondylienne à grand trochanter pour les fractures du fémur. Multipliez la longueur de l’OS par 0,9 pour calculer la longueur de la goupille (PL) (Figures 1 a et 3 b).
   2. Pin largeur : À l’aide de radiographies obtenues à l’étape 2.1, mesurer le diamètre minimal médullaire (MD) dans le membre fracturé (Figure 1A). Sélectionnez une aiguille avec une jauge d’environ équivalente à une longueur et le diamètre médullaire plus de 1,5 x PL.
      Remarque : Une taille approximative de broche pour une souris C57BL/6J de 14 semaines est 22 G, 1½ dans et 27 G, 1¼ dans pour le fémur et le tibia, respectivement.
4. Jauge de coupe de pin
   1. 2.4.1. machine ou impression 3D une jauge d’une longueur égale à PL moins la longueur de l’aiguille (CGL) (Figure 3B; Supplémentaire Figures 13 a et 13 b). Une extrémité devrait avoir un surplomb se reposer contre le moyeu de l’aiguille et l’autre doit indiquer où la broche doit être coupée. Un exemple de dessin technique et le fichier CAO sont inclus dans chiffres supplémentaire 13 a et 13 b.
5. Stabilisation de fracture tige intramédullaire
   1. Les spécimens d’essai non fracturée à l’étape 2.1 enlever les poils avec une tondeuse électrique ou la crème dépilatoire de milieu tibia au milieu du fémur, exposant ainsi l’articulation du genou.
   2. Enclouage du tibia: Insérez l’aiguille percutanée latérale du ligament rotulien. Rétracter le ligament patellaire médiale et alignez la pointe de l’aiguille à l’axe du tibia. À l’aide d’une requête d’alésage, doucement violer le plateau tibial et guider l’aiguille vers le bas de la cavité médullaire.
   3. Épinglage de fémur: Insérez l’aiguille percutanée latérale du ligament rotulien. Rétracter le ligament patellaire médiale et alignez la pointe de l’aiguille à l’axe du fémur dans l’encoche bicondylienne. À l’aide d’une requête d’alésage, doucement violation de la surface articulaire de l’échancrure bicondylienne et guider l’aiguille vers le bas de la cavité médullaire.
   4. À l’aide de la jauge fabriquée à l’étape 2.4, alésez jusqu'à ce que l’aiguille exposée est égale à la longueur entre repères. Retirer l’aiguille afin de fournir assez de place (environ 3 mm) pour couper l’aiguille au niveau indiqué par la jauge.
      Remarque : N’oubliez pas de tenir l’extrémité proximale (en plastique) de l’aiguille lors de la coupe, donc il ne devienne pas un projectile dangereux.
   5. Sertir 0,3 mm de l’extrémité distale de la tige à l’aide d’un cutter NIP et puis couper la tige au niveau de la jauge. Enfoncer la goupille à la surface articulaire à l’aide d’une tige de diamètre 1,5 x plus grand que le diamètre de l’aiguille.
      NOTE : Sertissage empêche la rotation de l’aiguille et la migration en augmentant le contact de l’aiguille d’os.
   6. Obtenir des radiographies pour confirmer l’aiguille s’étend sur la longueur du canal médullaire du membre et ne dépasse pas de l’extrémité proximale ou distale (Figure 1C).
6. Profondeur de l’impact
   1. À l’aide de radiographies obtenues à l’étape 2.1, mesurer le diamètre du cortex au niveau de la fracture désirée (Figure 1A). Calculer le diamètre moyen cortical (CD) pour tous les échantillons d’essais.
   2. Positionner un échantillon du procès épinglé à l’étape 2.5 dans le dispositif de rupture avec le gabarit de positionnement de fracture fabriqué à l’étape 2.2. Reposer la ram de l’impact sur le membre blessé.
      Remarque : Ne pas laisser la ram de laisser tomber ; l’OS devraient rester intact pendant cette étape d’optimisation.
   3. Appliquer la force assez bas sur la ram pour compresser les tissus mous, mais pas de fracture des os. Régler la profondeur de l’impact (ID) à 0,75 x CD (Figure 2).
      NOTE : La profondeur de l’impact idéal est 0,5 x CD lorsque la fracture d’un OS sans n’importe quel tissu doux. À l’aide de comptes de 0,75 pour la compression des tissus mous supplémentaire.
7. Largeur de l’enclume
   1. Définissez la largeur de l’enclume (AW) à 0,4 cm pour le tibia de souris ou le fémur (Figure 2).
      Remarque : Une largeur plus large est recommandée pour les plus gros spécimens comme le rat.
8. Poids de la RAM
   1. Un poids minimum de 250 g est recommandé pour les spécimens murins.
      NOTE : Poids supplémentaire peut être vissé sur la ram pour les plus gros spécimens (Figure 2).
9. Vitesse d’impact
   1. Régler la hauteur de chute (DH) à 2 cm (Figure 2). Positionner le piston dans sa position de départ en le connectant à l’électro-aimant activé.
   2. Placez une branche du procès dans l’appareil de fracture. Appuyez sur la face dorsale du pied contre le gabarit de positionnement de fracture fabriqué à l’étape 2.2. Appuyer brièvement sur la pédale pour libérer la ram et les remettre ensuite à sa position de départ.
   3. Radiographie de la branche du procès impactée. Analyser la branche toute pièce justificative d’une fracture (Figure 1D).
      Remarque : Ceci peut être subtile lorsque vous utilisez des vitesses faibles avec une profondeur d’impact contrôlé.
   4. Si aucune rupture n’est générée, répétez les étapes 2.9.1 - 2.9.3 et augmenter la hauteur de chute de 2 cm.
   5. Si une fracture est générée, enregistrer la hauteur de chute et le multiplier par 1,1. Il s’agit de la nouvelle DH.
   6. À l’aide de la DH de l’étape 2.9.5, fracturer le prochain membre du procès.
   7. Si aucune rupture n’est générée, répétez les étapes 2.9.1 - 2.9.6 et augmenter la hauteur de chute de 2 cm.
   8. Si une fracture est générés, répéter étapes 2.9.6 - 2.9.7 jusqu'à ce que tous les échantillons de test sont utilisés. Enregistrer la finale DH et tous les paramètres (FL, CGI, JD, PL, MD, PS, CGL, CD, ID, AWet RW) de l’optimisation. Enregistrer des spécimens du procès âge, sexe, génotype et poids.

3. génération de Fracture fermé-stabilisé

1. Mise en place
   1. Stériliser tous les équipements et instruments par autoclave, immersion chaude perle ou leur équivalent.
   2. Placer un élément chauffant sur la table d’opération chirurgicale et affectez-lui la température optimale. Couvrir l’élément d’un champ chirurgical. Préparer 3 x 3 ಠde drapage chirurgical avec un cercle de 0,75 à découper dans le milieu.
   3. Confirmez le réglage de la tour de fracture avant chaque essai (Figure 2). Affectez l’ID, AW, RWet DH les valeurs dérivées de la protocole d’optimisation spécifique pour le sexe, l’âge et le génotype de l’échantillon à étudier.
   4. Pesez et consignez le poids de l’animal.
2. Chirurgie
   1. Endormir adéquatement la souris à l’aide d’anesthésiques inhalants (isoflurane : 4-5 % pour l’induction ; 1 à 2 % pour l’entretien) ou un autre protocole d’anesthésie de laboratoire. Le taux respiratoire doit être 55-100 respirations/min. L’animal ne doit pas être sensible à une pincée d’orteil des membres postérieurs.
   2. Administrer la première dose de l’analgésie postopératoire de buprénorphine (0,1 mg/kg par voie sous-cutanée).
   3. Appliquer oculaire lubrification pour éviter le dessèchement cornéenne.
   4. Enlever les poils de l’animal avec une tondeuse électrique du milieu tibia au milieu du fémur, exposant ainsi l’articulation du genou. Nettoyer le site de l’excès de cheveux à l’aide de ruban adhésif non réactif. Préparer le site épinglage avec un humide imbibé avec 70 % EtOH. Répéter au besoin pour retirer tous les poils de la zone de l’incision.
   5. Préparer et nettoyer la zone épinglage avec autres écouvillons de povidone-iode et 70 % EtOH. Deux séquences alternatives écouvillon permet d’assurer la stérilité.
   6. Un drap est ensuite placé autour du site chirurgical après que la peau a été l’objet d’une désinfection appropriée.
   7. Épinglez la branche à être fracturé en utilisant le protocole indiqué au point 2.5. Acquérir des radiographies pour confirmer le code pin s’étend sur la longueur du canal médullaire, mais ne dépasse pas de l’extrémité proximale ou distale.
   8. Allumez l’électro-aimant et connecter le bélier d’impact pour le placer dans la position de départ.
   9. Positionner l’échantillon dans l’appareil de fracture en le plaçant dans une position couchée pour les fractures du fémur ou dans une position couchée pour les fractures du tibia. La branche épinglée doit être placée sur les enclumes et dans le gabarit de positionnement de rupture avec la face dorsale du pied contre l’extérieur du gabarit.
   10. Tout en appuyant sur le pied d’une main et veiller à ce que seulement la branche est dans l’impact de ram zone cible, appuyer brièvement sur la pédale pour libérer la ram. Remplacer la ram dans la position de départ.
   11. Acquérir des radiographies et de confirmer la nature et la localisation de la fracture.
3. Gestion postopératoire
   1. Surveiller l’animal toutes les 15 min pendant sa convalescence de l’anesthésie jusqu'à ce que l’animal est conscient, peuvent maintenir décubitus sternal et est ambulatoire. Confirmer que l’animal est capable de se déplacer sur une période de 72 h.
   2. Maison individuelle l’animal jusqu'à ce qu’il a complètement récupéré.
   3. Maintenir une analgésie sur une période de 48 h avec la buprénorphine (0,1 mg/kg par voie sous-cutanée) administré toutes les 12 h.
   4. Surveiller et enregistrer l’état de santé de l’animal par jour pendant 7-10 d ou jusqu'à ce que l’euthanasie.
4. Analyse après fracture
   1. Mesure FL, PL, CD, MD et le motif de rupture. Enregistrer les mesures dans un fichier de données principal.

Representative Results

La guillotine précédemment utilisée dans notre laboratoire a été élaborée en 2004 et était fondée sur les modèles publiés par Einhorn²¹. Le design ne permettaient pas d’ajustements à adéquatement tenir compte des différences dans la morphologie osseuse et ne permettaient pas un positionnement reproductible du membre. En outre, l’appareil précédent requis deux personnes pour le faire fonctionner. Par conséquent, nous avons conçu et construit un nouvel appareil de fracture. L’objectif principal était la possibilité pour l’ajustement de haute fidélité de la profondeur de la fracture, force d’impact, trois points de contact et le positionnement animale. La conception est basée sur un appareil de fracture décrit par Marturano en 2008²². Un facteur limitant leur conception a été le lien entre la profondeur de la fracture et la vitesse d’impact. La vitesse d’impact ne pourrait pas être ajustée sans changer la profondeur de la fracture et le positionnement d’animaux. Cela le rendait impossible de modifier une variable à la fois lors de l’optimisation des paramètres de la fracture. En outre, il n’a pas fourni un moyen d’ajuster facilement l’emplacement d’une fracture à un os long. Modifier comment la profondeur de la fracture et la vitesse de la ram est ajustée, le design présenté ici permet un réglage à haute résolution, indépendant de toutes les variables de la fracture. En outre, l’appareil peut être utilisé par un seul utilisateur, c’est rentable, et il permet un positionnement animaux réglable pour générer des fractures de l’emplacement précis.

Une optimisation des fractures du tibia chez les souris mâles C57BL/6J 17 semaines a été réalisée à l’aide de cinq spécimens. L’objectif était de générer des fractures transversales simples juste en dessous du niveau de l’insertion du péroné dans le tibia. Le site de tibia distal est un site commun de fracture de l’OS humain qui entraîne non syndiqués et, en outre, fournit une région homogène du tibia et évite les complications dans l’analyse associée aux dégâts du péroné. Les souris ont été euthanasiés et radiographiées. La moyenne FL de l’articulation du calcanéum-tibiale à la portion distale de l’insertion du péroné dans le tibia était 0,556 ± 0,025 cm. à l’aide d’une largeur d’enclume de 0,4 cm, la CGI a été de 0,2 cm, d'où un JD 0,356 cm a été calculée. Un gabarit de positionnement a été construit à l’aide de logiciels de conception assistée par ordinateur et imprimée à une résolution de 0,01 mm en acrylonitrile butadiène styrène (ABS) à l’aide d’une imprimante 3D (Figure 3B). À l’aide d’un tibia du procès, de la conception de gabarit et de l’emplacement de la fracture a été confirmée par radiographie (Figure 1B).

Pour les résultats présentés ci-après, le PL a été évaluée à 1,579 cm, issu à 90 % de la longueur moyenne du tibiale (1.754 ± 0,031 cm). Le diamètre moyen médullaire (MD) était de 0,05 cm. Une aiguille de 27 x 3.175 cm a été choisie pour dépasser le nécessaire PL et remplir le canal intramédullaire (27 = 0,041 cm). Un gabarit de découpe a été construit avec une longueur de 1,596 cm pour délimiter le niveau de la goupille de coupe (Figure 3B). Chacune des neuf autres tibias était alors épinglé. Le diamètre moyen de cortical était 0,098 cm, ce qui a servi à calculer une profondeur d’impact (ID) de 0,073 cm.

Le tibia initial a été affecté à une hauteur de chute de 1 cm, ce qui a donné lieu à aucune fracture. La hauteur de chute a été augmentée de 1 cm à 2 cm. La nouvelle hauteur a entraîné une rupture transversale simple. La fracture subséquente, la hauteur de chute a été augmentée de 10 % à 2,2 cm. Cela produit une simple rupture transversale sur la première goutte. Tous autre tibia fracturé à 2,2 cm. Au total, 9/9 (100 %) du tibia épinglé et fracturé a entraîné des fractures transversales simples sans flexion de la goupille. Le pourcentage de la longueur de l’axe expérimental à la longueur de la goupille de cible et la longueur de la fracture expérimentale à la longueur de rupture de cible étaient de 101,1 % et 97,6 %, respectivement. Les paramètres finales sont présentés au tableau 1, qui comprend également des données représentatives fémur.

En utilisant les paramètres optimisés développés ci-dessus, un procès a été entrepris de comparer avant et après optimisation des fractures. Radiographies rétrospectives ont été extraites des fractures tibia précédentes qui ont été générés dans notre laboratoire à l’aide d’une guillotine simple²¹ sans optimisation. Brièvement, les tibias étaient épinglés à l’aide d’un fil de 0,029-cm. Le fil a été inséré jusqu'à sentir une résistance, était rentré à 3 mm, couper et conduit en place. Par la suite, la souris est placée sous la guillotine avec le point d’impact environ à l’insertion du péroné dans le tibia. La guillotine a été ensuite abandonnée d’un niveau de 10 cm. Un ensemble de données supplémentaire de fractures ont été recueilli qui ont été générés à l’aide de la guillotine ajustable et paramètres dérivés du protocole d’optimisation (tableau 1). Chaque groupe contient 58 fractures chez des souris de 14 semaines, le même génotype. Les radiographies ont été analysés pour la longueur expérimentale de fracture (EFL) : la distance entre l’articulation du calcanéum-tibiale et la fracture, la longueur de l’axe expérimental (EPL), la longueur de l’os et le motif de rupture.

À l’aide d’un dispositif réglable de fracture et optimisé les paramètres (p < 0,001) améliore significativement la production de simples fractures transversales (Figure 5). Le groupe de préoptimisation généré seulement une simple rupture transversale 46,55 % (27/58) du temps, comparé au groupe après optimisation qui a généré une simple rupture transversale 98,28 % (57/58) du temps. Un seul spécimen dans le groupe après optimisation a eu une fracture complexe due à une désaxation dans le gabarit de positionnement. Selon les méthodes décrites dans le protocole de l’optimisation, la longueur de la tige coupée doit capturer 90 % de la longueur osseuse totale. En utilisant les paramètres d’optimisation et de la jauge de coupe de pin, le pourcentage de la longueur de l’axe expérimental à l’os de longueur dans le groupe après optimisation a été 92.43 % contre seulement 83,67 % dans le groupe préoptimisation (p < 0,001). L’optimisation a aussi considérablement diminué la variabilité de l’emplacement de la fracture, la longueur de l’axe et le pourcentage de la longueur de la broche-à-OS (p < 0,001). Les résultats sont présentés dans le tableau 2.

Figure 1 : L’optimisation et la génération d’une fracture du tibia simple. Ces panneaux montrent des radiographies latérales d’un tibia murin. (A), ce panneau indique les mesures avant rupture. Les pointillés jaune marquant l’emplacement de la fracture idéal. Les superpositions de mesure pour la longueur de la fracture (FL), longueur de branche (LL), diamètre médullaire (MD) et corticale diamètre (CD) sont indiquées dans la radiographie. (B), ce panneau présente un test de localisation de fracture. La pointe de flèche solide indique le niveau de la fracture à un tibia non stabilisé pour tester les paramètres de gabarit positionnement. (C), ce panneau présente un test de longueur de tige avec une radiographie de la fracture avant de tester la longueur de la goupille (PL) et le limiteur de coupe. PL devrait être de 90 % du remplissage de la LL, le canal intramédullaire et pas faire saillie dans la partie proximale ou distale. (D), ce panneau indique une génération de fracture après optimisation. Le contour de la flèche indique le niveau de la fracture du tibia transversal simple. La broche n’est pas pliée au niveau de l’impact. S’il vous plaît cliquez ici pour visionner une version agrandie de cette figure.

Figure 2 : Conception de dispositif réglable fracture. Cette figure montre les vues en perspective du dispositif fracture frontale et latérale. La vue frontale comporte les annotations de composants majeurs. La vue latérale comprend des détails agrandies qui illustrent les ajustements pour la profondeur de l’impact (ID), la hauteur de chute (DH) et la largeur de l’enclume (AW). Poids supplémentaire peut être ajouté à la ram en enfilant sur le poids en haut de la ram d’incidence indiquée par la flèche rouge. La ligne pointillée dans le détail de réglage de largeur de Anvil indique la ligne de l’impact. Le centre de l’impact de la guillotine à la surface extérieure une enclume de soutien (CGI) est utilisé pour calculer la profondeur de la gigue de positionnement pour produire un niveau de fracture exactes et précises. Le gabarit de positionnement est indiqué en détail dans la Figure 3A. S’il vous plaît cliquez ici pour visionner une version agrandie de cette figure.

Figure 3 : Conception de calibre positionnement jig et coupe. (A), ce panneau montre les détails de la souris sauteuse de positionnement. La profondeur de la gigue (JD) peut être ajustée pour modifier l’emplacement de la fracture sur le limbe. Augmentant les JD se déplacera la fracture dans la partie proximale et diminuant les JD se déplacera la fracture distale. (B), ce panneau montre les détails de l’aiguille et le gabarit de découpe broche. La longueur de la goupille (PL) doit être de 90 % de la longueur de branche (LL) (Figure 1A). La longueur entre repères de coupe (CGL) est dérivée en soustrayant la PL de la longueur des aiguilles. Dans cet exemple, un gabarit de découpe a été construit (CGL = 1,6 cm) pour délimiter une aiguille de 27 G (longueur = 3,175 cm), laissant un PL de 1,58 cm après la coupe. S’il vous plaît cliquez ici pour visionner une version agrandie de cette figure.

Figure 4 : Fracture tibia et fémur positionnement. Voici les photos de haut en bas de (A), un tibia de souriset (B) fémur dans la gigue de la poser. (A.1) pour les fractures du tibia, la souris est placée dans une position en décubitus dorsal avec le tibia dans le Centre des enclumes de soutien et de la face dorsale du pied appuyé contre le gabarit. (B.1) pour les fractures du fémur, la souris est placée dans une position couchée avec la face dorsale du pied appuyé contre le gabarit. La ligne pointillée jaune indique l’emplacement de l’impact de l’enclume. (A.2 et B.2) Les photographies du Bas montrent l’emplacement de l’enclume au moment de l’impact. Le positionnement des mains du chercheur ne doit pas interférer avec l’actionnement de la ram. S’il vous plaît cliquez ici pour visionner une version agrandie de cette figure.

Figure 5 . Pré- et post-optimisation de la génération de la fracture. Ces panneaux montrent des radiographies latérales des fractures représentatifs de préoptimisation (A) et (B) après optimisation fracture groupes. La taille du groupe était de 58 souris. Pointes de flèche solides et contours de pointe de flèche indiquent le niveau de fractures chez les groupes préalables- et post-optimisation, respectivement. (A.1 - A.5) L’optimisation des fractures générées démontrent un haut degré de fragmentation et de la variabilité de la fracture au niveau. Le diamètre de la goupille ne remplit que partiellement le canal intramédullaire avec un haut degré de variabilité de la longueur. L’incohérence de longueur de tige a entraîné les fractures non stabilisées (A.3) et exposition de broche (A.3 – A.5). Bent (A.4) a entraîné un manque de contrôle de profondeur de fracture broches et fragmentation a contribué à (A.1 - A.5). Dans l’optimisation après fractures générées (voir le tableau 1 pour l’ensemble des paramètres), l’utilisation d’un gabarit de positionnement (Figure 3A) a entraîné une faible variabilité des emplacements de rupture (contours de pointe de flèche jaune). L’optimisation de la largeur de la broche issue des radiographies avant rupture a entraîné une sélection de broches qui rempli le canal intramédullaire. L’utilisation d’un gabarit de découpe de broche (Figure 3B) a entraîné une longueur d’axe cohérent. L’optimisation de la hauteur de chute et la profondeur de l’impact produit simples fractures transversales avec aucune broches comminution ou plié. S’il vous plaît cliquez ici pour visionner une version agrandie de cette figure.

		Abréviation	Tibia	Fémur
Paramètres de fractures avant
	Enclume largeur (cm)	AW	0.40	0.40
	Poids (g) de la RAM	RW	272,00	272,00
Fractures de l’avant des mesures
	Longueur (cm), de la branche mean±SD	LL	1.75±0.03	1.32±0.05
	Corticale diamètre (cm), mean±SD	CD	0.10±0.00	0.15±0.01
	Médullaire diamètre (cm), mean±SD	MD	0.05±0.00	0.09±0.01
	Taille de goupille (jauge/cm)	PS	27/3.175	23/3.810
	Centre de Guillotine Impact (cm) = AW / 2	CGI	0.20	0,2
	Longueur (cm), mean±SD de fracture	FL	0.56±0.02	0.64±0.01
Optimisation
	Broches de longueur (cm) = 0,9 * LL	PL	1,58	1.19
	Effet de profondeur (cm) = 0,75 * CD	ID	0,07	0,11
	Couper la longueur (cm) = ch - PL	CGL	1.60	2.62
	Gigue de la profondeur (cm) = FL - CGI	JD	0,36	0,44
	Hauteur de chute (cm)	DH	2.20	4.40
Mesures post fractures
	Longueur d’axe expérimental (cm), mean±SD	EPL	1.60±0.06	1.19±0.04
	Longueur d’axe expérimental à longueur d’axe (%)		101.1 %	100.0 %
	Experimental Fracture longueur (cm), mean±SD	EFL	0.54±0.01	0.62±0.06
	Longueur de fractures expérimentales à se fracturer en longueur (%)		97,6 %	97,1 %
	Rupture transversale simple (%)		9/9 (100 %)	9/9 (100 %)

Tableau 1 : Paramètres de la génération de fracture avant et après le développement du nouveau système guillotine.

	Avant optimisation	Après optimisation	Test	Signification
Experimental Fracture longueur (cm), mean±SD	0.74±0.28	0.52±0.05	t	< 0,001
			F	< 0,001
Longueur d’axe expérimental (cm), mean±SD	1.47±0.21	1.57±0.09	t	< 0,001
			F	< 0,001
Pin à longueur de l’OS (%), mean±SD	83.67±11.97	92.43±5.29	t	< 0,001
			F	< 0,001
Rupture transversale simple (%)	46,55	98,28	Pearson	< 0,001

Tableau 2 : Fracture des résultats avant et après l’optimisation du paramètre.

Supplémentaire Figure 1 : dessin technique soutien sous-assemblage. Cette figure montre un dessin technique pour le montage des prise en charge des composants. S’il vous plaît cliquez ici pour visionner une version agrandie de cette figure.

Supplémentaire Figure 2 : Schéma technique Ram sous-assemblage. Cette figure montre un dessin technique pour le montage de la ram composants. S’il vous plaît cliquez ici pour visionner une version agrandie de cette figure.

Supplémentaire Figure 3 : blocs de dessin technique. Cette figure montre un dessin technique qui peut être utilisé pour fabriquer l’arrêt et guider les blocs pour l’appareil de fracture. Nous avons utilisé en aluminium. S’il vous plaît cliquez ici pour visionner une version agrandie de cette figure.

Supplémentaire Figure 4 : Rod, dessin technique de la Ram. Cette figure montre un dessin technique qui peut être utilisé pour la fabrication de la ram pour l’appareil de fracture. Nous avons utilisé en acier inoxydable. S’il vous plaît cliquez ici pour visionner une version agrandie de cette figure.

Supplémentaire Figure 5 : vis, dessin technique alignement. Cette figure montre un dessin technique qui peut être utilisé pour modifier une capuchon pour vis pour aligner la ram. S’il vous plaît cliquez ici pour visionner une version agrandie de cette figure.

Supplémentaires Figure 6 : Pate, dessin technique de montage. Cette figure montre une technique de dessin pour la fabrication de la plaque de montage pour l’appareil de fracture. Nous avons utilisé en aluminium. S’il vous plaît cliquez ici pour visionner une version agrandie de cette figure.

Supplémentaires Figure 7 : dessin technique aimant sous-assemblage. Cette figure montre un dessin technique pour le montage des composants aimant. S’il vous plaît cliquez ici pour visionner une version agrandie de cette figure.

Supplémentaire Figure 8 : monter, aimant dessin technique et fichier CAO. Cette figure montre (A) un dessin technique et le fichier CAD (B) qui peut être utilisé pour la fabrication de la monture de l’aimant (format de fichier : *.stl). Nous avons imprimé 3D la pièce à l’aide d’acide polylactique (PLA). S’il vous plaît cliquez ici pour visionner une version agrandie de cette figure.

Supplémentaires Figure 9 : dessin technique d’assemblage complet et fichier CAO. Cette figure montre (A) une technique de dessin de l’Assemblée de fracture complète avec ses composants et (B) le fichier CAO (format de fichier : *.iam). S’il vous plaît cliquez ici pour visionner une version agrandie de cette figure.

Supplémentaire Figure 10 : support, dessin technique de jambe Jaw. Cette figure montre un dessin technique qui peut être utilisé pour fabriquer les brides des pieds pour l’appareil de fracture. Les supports sont usinées à partir de supports d’angle standard 8020. S’il vous plaît cliquez ici pour visionner une version agrandie de cette figure.

Supplémentaire Figure 11 : plate-forme, Fracture dessin technique et fichier CAO. Cette figure montre (A) un dessin technique et le fichier CAD (B) qui peut être utilisé pour la fabrication de la plate-forme de la fracture (format de fichier : *.stl). Nous avons imprimé 3D la pièce à l’aide d’acide polylactique (PLA). S’il vous plaît cliquez ici pour visionner une version agrandie de cette figure.

Supplémentaire Figure 12 : Jig, dessin technique Fracture de positionnement et fichier CAO. Cette figure montre (A) un dessin technique et le fichier CAD (B) qui peut être utilisé pour fabriquer le gabarit de positionnement de branche (format de fichier : *.stl). Nous avons imprimé 3D la pièce à l’aide d’acide polylactique (PLA). S’il vous plaît cliquez ici pour visionner une version agrandie de cette figure.

Supplémentaires Figure 13 : Jig, dessin technique broche jauge et fichier CAO. Cette figure montre (A) un dessin technique et le fichier CAD (B) qui peut servir à fabriquer un gabarit de découpe broche (format de fichier : *.stl). Nous avons imprimé 3D la pièce à l’aide d’acide polylactique (PLA). S’il vous plaît cliquez ici pour visionner une version agrandie de cette figure.

Discussion

Ce protocole d’optimisation et de génération de fracture fournit aux chercheurs avec une méthode efficace pour dériver au paramètres de fracture et effectuer une procédure peu invasive, qui produit des fractures précises, répétables et transversales. En outre, ce protocole établit un ensemble commun de paramètres de génération de fracture, qui favorise la cohérence de la méthode parmi les chercheurs. Ces paramètres permettront la création d’une base de données commune de fracture d’établir des normes de fracture basés sur une variété de paramètres (p. ex., âge, sexe, sexe, génotype). Une optimisation des variables de fracture diminue de manière significative l’hétérogénéité échantillon - réduire la quantité de temps perdu, perdu des ressources et données inutilisables.

Pour générer des fractures et précis, il est vital d’établir un ensemble normalisé de paramètres de génération de fracture qui produira un haut degré de spécificité et réduire la variabilité des lieux de la rupture. Outre la génération de fracture, stabilisation adéquate est nécessaire pour promouvoir la formation de cals de fracture et de réduire la probabilité de non syndiqués. Enclouage intramédullaire est une méthode commune de fixation utilisée pour stabiliser les fractures des os longs appendiculaire fois expérimentalement et cliniquement. En interne une fixation fractures ont tendance à guérir indirectement - un processus impliquant la différenciation des tissus, la résorption osseuse à la surface de rupture, et la suite fracture union via formation et remodelage de cals. Ces processus peuvent être entravés par le mouvement à la jonction de la fracture et la migration de la goupille dans la cavité médullaire. Ce protocole utilise une méthode de fixation qui réduit le degré de déplacement sur le site de fracture après fixation et limite l’ampleur de la migration de pin sans l’utilisation des équipements chirurgicaux sophistiqués et des techniques qui peuvent causer des dommages inutiles à tissus de l’os cortical. Générer un ensemble de paramètres de broche qui maximisent le contact intramédullaire par un type spécimen fournit la stabilité nécessaire pour la formation de cals appropriée et remodelage osseux.

Une fois que la tige intramédullaire a été placée, la prochaine étape critique génère une rupture transversale simple. Protocoles qui génèrent des fractures par appliquée extérieurement, blunt force trauma sont susceptibles de produire des fractures comminutives et endommager le matériel de fixation. Pour atténuer ces complications, il est important de contrôler la profondeur de l’impact, qui doit être égale à 0,5 fois le diamètre du cortex moyen de chaque échantillon set²³. Comminution fracture peut aussi résulter d’une force excessive appliquée au cours de procédures externes blunt force trauma. Si la vitesse d’impact est supérieure à un seuil critique, la vitesse de la propagation de la fissure va générer des ondes de stress entraînant plusieurs fractures sites²⁴. Il est essentiel d’établir une hauteur de poids et baisse de ram qui va générer assez d’énergie cinétique pour produire une fracture, tout en restant sous le seuil de vitesse d’impact pour la production de vague de stress, réduisant les risques de fragmentation. Une vitesse d’impact élevé provoquera un chargement rapid de l’OS, ce qui produit l’absorption d’énergie excessive avant la fracture est généré²⁵. Après propagation de fracture, l’énergie excessive absorbée lors du chargement est libéré non linéaire, qui produit la comminution. Une plus faible vitesse d’impact et un chargement plus lente de l’énergie a une plus grande probabilité de produire un linéaire de la rupture par rapport aux vitesses d’impact élevé et un chargement rapide²⁶. Afin de minimiser l’incidence de la comminution, ce protocole utilise un poids de ram standard de 250 g pour souris - peut être ajustée pour tenir compte d’une espèce plus grande. Lorsque vous travaillez avec des animaux très jeunes ou celles avec une maladie des os connus (par exemple, l’ostéopénie ou ostéosclérose), il peut être nécessaire de réduire le poids de la ram. Il est important d’utiliser un poids de ram compatibles lorsque la variable de hauteur de sorte qu’une seule goutte de réglage est optimisé à la fois. Calculs pour les vitesses de chaque espèce impact idéal produira des fractures plus cohérentes en tenant compte de légères variations dans la taille et la morphologie des tissus mous de l’échantillon.

Les méthodes décrites ci-dessus éliminer de nombreuses défaillances d’autres protocoles de génération de fracture ; Toutefois, certains aspects peuvent exiger de formation pour produire efficacement les résultats escomptés. Une complication possible de la procédure est un placement de broche inexactes, causant potentiellement considérable OS ou lésions des tissus mous. Cela est dû principalement à la visibilité limitée sur l’approche et le manque de dextérité de main bilatéral suffisante. Une fixation interne sans une incision ouverte peut nécessiter une bonne quantité de compétences de la personne qui effectue la procédure. Par conséquent, il est important qu’il ou elle a eu une formation suffisante - sur des cadavres, si nécessaire - pour éviter d’endommager les tissus mous excédentaire qui pourrait entraîner des complications dans le processus de guérison. Reconnaissant les structures précisées dans le protocole (le ligament patellaire, plateau tibial et bicondylienne encoche du fémur) aideront à produire un épinglage cohérente et précise avec un minimum de dommages des tissus mous. Cependant, l’objectif de l’étude décrite était ne pas de présenter une procédure détaillée pour le placement de la broche, mais plutôt à décrire les méthodes pour générer des fractures idéales.

L’utilisation de la jauge de coupe est fortement recommandée d’éviter toute alésage par le biais de l’extrémité proximale du fémur ou l’extrémité distale du tibia. Percer l’extrémité proximale du fémur pourrait causent des dommages inutiles à des tissus mous ou d’os à la hanche, causer des complications de mobilité et de blessures pendant le processus de guérison. De même, alésage à travers l’extrémité distale du tibia risquent d’endommager des structures de cheville, altérant la démarche mécanique, chargement et formation de cals.

Pour augmenter la précision de la localisation de la fracture, un gabarit de positionnement limb personnalisé peut être conçu pour assurer le bon positionnement de la branche au sein de l’appareil. Un placement d’impact précises est essentiel pour générer constamment des fractures à l’endroit désiré. Notre laboratoire emploie actuellement deux gabarits : un pour les fractures-tibial et l’autre pour les fractures médio-fémorale, mais la polyvalence d’une conception modulaire et impression 3D donne des chercheurs la capacité à générer des fractures à divers endroits. L’ajout d’un gabarit personnalisé conçu pour générer des fractures à un endroit donné augmente la précision et la précision de la génération de fracture en limitant les risques d’erreurs de l’opérateur.

Les quelques limitations de cette méthode sont semblables à celles rencontrées dans les autres techniques existantes de la fracture fermée. Excessive des tissus mous ou la graisse peut entraver la génération des fractures, comme on le voit chez les souris âgées ou en surpoids. Il est important de noter que c’est normalement dû à un manque de force et non à un manque de profondeur de l’impact. Cette limitation peut être surmontée en augmentant le poids de la ram ou la vitesse pour augmenter l’énergie cinétique appliquée sur le site de la fracture. Cette méthode se fonde également sur fixation interne, ce qui peut perturber la surface endostéale de l’os et affectent la guérison. Alors que la perturbation endostéale se produit également sur le plan clinique avec intramédullaire clouer, si la contribution de l’endoste à réparation de la rupture est à l’étude, fixation externe ou plaques peuvent être une meilleure option. Une autre limite est l’échantillon requis des animaux sacrificiels d’établir les paramètres initiaux ; Cependant, comme les variables de fracture pour plusieurs types d’échantillons sont établis et la base de données se développe, la nécessité d’autres échantillons sacrificiels devrait diminuer.

Le protocole décrit augmente la précision des traumatismes provoqués par l’utilisation de paramètres normalisés spécifiques aux types d’échantillons, réduisant au minimum l’hétérogénéité de fracture généralement vue dans les procédures de génération de fracture fermée. Protocoles de génération plus récentes fracture sont applicables aux seules murines espèces et produisent des fractures modérément concordant. Souvent, ils nécessitent l’utilisation d’un type spécifique d’échantillon afin d’obtenir des résultats optimaux ou ne tiennent pas compte des variations dans les souches. Le protocole présenté ici représente la variation dans la morphologie des os ou de taille qui peut exister entre les souches de souris et peut être adaptée pour générer des fractures cohérents chez d’autres espèces. En outre, l’application généralisée du présent protocole appuiera l’adoption d’un langage standardisé de fracture entre les chercheurs. À l’aide de protocoles similaires avec des variables communes améliorera la cohérence de la méthode et renforcer les comparaisons entre les études. Tandis que les paramètres susmentionnés sont spécifiques à des os longs, il y a le potentiel pour le protocole d’optimisation de fracture être utilisé dans les modèles de fracture supplémentaire, ce qui augmente la polyvalence d’un paramètre de génération de rupture collective base de données. Utilisant le protocole d’optimisation de cette fracture augmentera la production d’échantillons homogènes, utilisables en améliorant la cohérence de l’emplacement de la fracture et le modèle. Le rendement en pourcentage plus élevé des échantillons va diminuer le gaspillage des ressources de laboratoire, réduire le nombre d’animaux nécessaires et améliorer l’efficacité de l’étude.

Materials

Name	Company	Catalog Number	Comments
Support Subassembly			Supplementary Figure 1
Beam, Support--Jaw Section	80/20	1003 x 9.00	w/ #7042 at A, C, in Left End
Beam, Support--Horizontal Section	80/20	1002 x 14.00
Beam, Support--Vertical 1	80/20	1050 x 10.50	w/ #7042 at A in Left End and at A in Right End
Beam, Support--Vertical 2	80/20	1010 x 10.50	w/ #7042 at D, B in Left End and at A in Right End
Beam, Support--Plate Mount	80/20	1030 x 8.00	w/ #7036 at Left End
Beam, Support--Magnet	80/20	1010 x 13.50	w/ #7042 at A, C, in Right End
Anchors (3)	80/20	3392
Double Anchor (3)	80/20	3091
Bolt Assembly (6)	80/20	3386	1/4-20 x 3/8"
Button Head Socket Cap Screw (6)	80/20	3604	1/4-20 x 3/4"
Ram Subassembly			Supplementary Figure 2
Block, Stop	Custom		Supplementary Figure 3
Block, Guide	Custom		Supplementary Figure 3
Rod, Ram	Custom		Supplementary Figure 4
Alignment Screw	Custom		Supplementary Figure 5
Plate, Mounting	Custom		Supplementary Figure 6
Linear Sleeve Bearing (2)	McMaster-Carr	8649T2
Hex Nut (3)	McMaster-Carr	92673A125	3/8-16 UNC
Socket Cap Screw (8)	McMaster-Carr	92196A108	4/40 x 3/8"
Socket Cap Screw (6)	McMaster-Carr	92196A032	4/40 x 1 1/8"
Socket Cap Screw (1)	McMaster-Carr	92196A267	10/32 3/8"
Magnet Subassembly			Supplementary Figure 7
Mount, Magnet	Custom		Supplementary Figure 8
Power Supply	McMaster-Carr	70235K23
Foot Switch	McMaster-Carr	7376k2
Electromagnet	McMaster-Carr	5698k111
Wire - 10 feet	McMaster-Carr	9936k12
Rod, Magnet	McMaster-Carr	95412A566	1/4" Threaded Rod x 7"
Corner Bracket (6)	80/20	4108
Socket Cap Screw (1)	McMaster-Carr	92196A705	10/32 1 1/4"
Hex Nut (4)	McMaster-Carr	92673A113	1/4-20 UNC
Complete Assembly			Supplementary Figure 9
Bracket, Leg Jaw (2)	Custom		Supplementary Figure 10
Platform, Fracture	Custom		Supplementary Figure 11
Jig, Positioning-Fracture	Custom		Supplementary Figure 12
Other
Pin Cutter	Medical Supplies and Equipment	150S
Needles	Sigma	Z192430, Z192376	23g x 1.5" - mouse femur, 27g x 1.25" - mouse tibia